談軟弱圍巖鐵路隧道開挖安全施工技術(shù)

陳青華

摘要：近些年來，我國(guó)科技飛速發(fā)展，越來越多的新興技術(shù)在人們現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中得到運(yùn)用，我國(guó)的交通行業(yè)更是如此。在我很多山體地區(qū)相對(duì)而言比較多，因此自然的地理地勢(shì)在很大程度上影響了當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，然而，當(dāng)新興的科學(xué)技術(shù)手段實(shí)時(shí)應(yīng)用時(shí)，這一窘境則被開挖隧道這一方式徹底打破。但需要注意很多地方圍巖很弱，導(dǎo)致開挖隧道異常艱難，同時(shí)也有安全隱患。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖鐵路隧道；安全；技術(shù)

如今在21世紀(jì)，我國(guó)鐵路隧道建設(shè)已進(jìn)入一個(gè)全新的局面。隧道主要是運(yùn)用在我國(guó)山體多的地方，再就是大城市地鐵中。在開挖隧道時(shí)，必須使用合理的技術(shù)措施，預(yù)防安全隱患，保證工程快速安全進(jìn)行。筆者在文中從隧道力學(xué)方向開始研究。

一、 隧道力學(xué)特征

與傳統(tǒng)鐵路隧道建設(shè)完全不同，軟巖開挖隧道時(shí)，隧道圍巖不再如前一種情況那樣整體性好、穩(wěn)定性強(qiáng)，在此局面下，要求其拱墻堅(jiān)實(shí)程度和穩(wěn)定程度必須要高，而且在巖石之中還存在拉應(yīng)力，從而可能造成隧道坍塌現(xiàn)象。另外，在建設(shè)拱腳地基時(shí)，施工人員可以讓它的承受力控制在安全范圍內(nèi)，需要將輔助工程的松弛力快速提高。

二、 鐵路隧道施工特征

在鐵路隧道現(xiàn)實(shí)生活中的建設(shè)過程中，因?yàn)閷?duì)軟弱圍巖施工有很多特殊性的要求及要點(diǎn)，所以施工方必須提前認(rèn)識(shí)圍巖的特性，秉持堅(jiān)定理念，即“任由圍巖千變?nèi)f化，我縱巋然不動(dòng)”，所以，在正式施工之前要全面預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，如若有斷層等情況，必須加大保護(hù)力度。對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)也要進(jìn)行一定程度的優(yōu)化，同時(shí)次數(shù)也要逐漸增加。另外還有一些特殊的隧道，橫斷面大，而且存在嚴(yán)重變形，這時(shí)監(jiān)測(cè)就需要細(xì)化，同時(shí)在面對(duì)選擇開挖方式時(shí)，需要綜合考慮多方面因素，比如說圍巖本身的強(qiáng)度等，這樣才能使最終建成的隧道更加安全可靠。

三、 優(yōu)化施工技術(shù)

第一，對(duì)施工地質(zhì)超前的預(yù)報(bào)和監(jiān)控測(cè)量，對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化是完成工程不可或缺的一個(gè)階段。在真正施工過程中，一定會(huì)遇到各式各樣的異常情況，這就需要提前檢測(cè)施工路段圍巖具體情況和之前已施工完畢投入使用路段的圍巖下沉情況，而超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作與監(jiān)控測(cè)量技術(shù)是上述監(jiān)測(cè)行為的關(guān)鍵技術(shù)，這一技術(shù)預(yù)報(bào)地質(zhì)的方法主要包括地震雷達(dá)法、掌子面前后水量縱向比較法和人們較為熟悉的超前鉆孔成像方法。超前鉆孔成像方法，工作原理是精確計(jì)算鉆孔所需要的具體時(shí)間，觀察孔內(nèi)具體成像，最直接精確反映掌子面方圓幾十米范圍內(nèi)圍巖的具體情況，并且要隨時(shí)快速發(fā)現(xiàn)軟弱層等的精準(zhǔn)位置和具體范圍，這一技術(shù)在軟弱圍巖中應(yīng)用最為廣泛。

在應(yīng)用軟巖圍巖測(cè)量技術(shù)時(shí)，必須要確保被測(cè)量每個(gè)斷面之間的距離在五厘米以內(nèi)，尤其要注意一個(gè)特定的位置，即接頭法蘭盤，一定要在上下適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)增加合適的測(cè)量線，要確保在每個(gè)臺(tái)階上都固定安放好一條水平方向的凈空變化測(cè)量線，另外還要安裝兩條斜方向上，專業(yè)人員需要根據(jù)每天具體的測(cè)量數(shù)據(jù)，然后自己繪制狀態(tài)曲線圖，這是之后調(diào)查報(bào)告相當(dāng)有準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)。如果檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)一定要注重，做到立即核查情況。對(duì)于凈空速度來說，如果一般圍巖小于零點(diǎn)二時(shí)，同時(shí)地質(zhì)差地區(qū)凈空收斂速度在零點(diǎn)五以內(nèi)，圍巖可以說是在一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)下，然而如果圍巖的拱頂下沉或者是每天邊墻收斂速度超過五時(shí)，或者是總變形量達(dá)到一百毫米，這時(shí)測(cè)量人員就需要提高警惕，相關(guān)工作必須要多次進(jìn)行，施工人員也要暫停施工，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，保證之后施工工作安全進(jìn)行。

軟巖在實(shí)際情況下會(huì)受到很大的拉應(yīng)力，這在一定程度上巖石容易發(fā)生不斷坍塌，所以，必須加大對(duì)掌子面的監(jiān)測(cè)力度，讓工程可高效安全進(jìn)行，盡可能快速的在正確預(yù)判情況下做好全套的正確施工方案，同時(shí)針對(duì)可能出現(xiàn)的事故給出可行性解決方案，最終讓施工以最安全的方式進(jìn)行。

第二，最大程度上讓開挖技術(shù)方案達(dá)到最優(yōu)。在現(xiàn)實(shí)生活中圍巖有好幾個(gè)等級(jí)，分別是四級(jí)和五級(jí)，更甚至還有六級(jí)，對(duì)它的開挖方式最主要的就是臺(tái)階法，此類方法優(yōu)勢(shì)眾多，比如在施工時(shí)方便靈活，可隨意控制每項(xiàng)工程的施工進(jìn)度，將成本降到最低，而且也可保障施工安全。每個(gè)事物都有它的兩面性，此類方法也不例外，它也存在一定的缺點(diǎn)，因?yàn)樵黾釉S多接頭法蘭盤，受力薄弱點(diǎn)瞬間增多，而且初期支護(hù)成環(huán)的時(shí)間也在一定程度上延長(zhǎng)，又因?yàn)橛信_(tái)階，所以會(huì)出現(xiàn)二襯現(xiàn)象，仰拱和施工地之間的距離超出了安全范圍，施工會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。在安裝拱架時(shí)，接頭數(shù)量必須相對(duì)減少，接頭位置也要注意不出現(xiàn)在受力點(diǎn)高的地點(diǎn)，在進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)時(shí)，要依據(jù)掃描初支斷面的結(jié)果將二襯具體時(shí)間合理安排好，必須要注意一點(diǎn)，仰拱和掌子面之間的實(shí)際距離在三十五米內(nèi)。同時(shí)，在正式施工時(shí)，臺(tái)階兩側(cè)的施工不如可以則不能成對(duì)稱進(jìn)行，另外要用槽鋼支墊拱腳，多方面考慮鑿巖機(jī)施工出現(xiàn)的結(jié)果，臺(tái)階長(zhǎng)度要在三到五米之間。安全距離若不能自行把控，那么安全施工則無法保障。

如果遇到斷面小且圍巖相對(duì)較穩(wěn)定的隧道時(shí)，可以直接用單臂機(jī)開挖。挖掘機(jī)對(duì)周圍的圍巖損害程度小，工程進(jìn)度也較快，但也有諸多限制，如果巖石在某一地段突然變硬，很容易會(huì)破壞挖掘機(jī)，而且施工段也很有可能出現(xiàn)坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，施工進(jìn)度就會(huì)一再受到影響。綜上所述，開挖鐵路隧道時(shí)，遇到軟弱圍巖時(shí)，要全方面綜合考慮施工具體情況，制定出相對(duì)而言最合適的施工方案來完成工程。

四、結(jié)束語

當(dāng)下我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在不斷提高，為了讓我國(guó)的發(fā)展在新世紀(jì)邁向一個(gè)嶄新的時(shí)期，讓各個(gè)城市居民之間的聯(lián)系更加緊密，出行更加便捷，建設(shè)更多鐵路和隧道也必不可少。但是根據(jù)現(xiàn)在的實(shí)際情況來看，施工方面的安全隱患依舊很多，所以針對(duì)這種現(xiàn)象，必須積極改進(jìn)地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，另外也需要建立一個(gè)完整有效的監(jiān)管機(jī)制，制定有效的規(guī)章制度。更為重要的是，一定要讓施工人員重視到自身的安全問題，在工作的時(shí)候注意周圍環(huán)境，保護(hù)好自身的生命，而且相關(guān)單位必須為工人提供合理保障，讓他們可以全身心地投入到工作中。

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（作者單位：中鐵四局集團(tuán)第一工程有限公司）